DE3543128A1

DE3543128A1 - Verfahren zur herstellung einer einstueckigen ventilbuechse fuer drehschieberventile

Info

Publication number: DE3543128A1
Application number: DE19853543128
Authority: DE
Inventors: Werner 7070 Schwäbisch Gmünd Breitweg
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1986-06-26
Also published as: WO1986003705A1

Description

Verfahren zur Herstellung einer einstückigen
Ventilbüchse für Drehschieberventile Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer einstückigen Ventilbüchse für Drehschieberventile.
Ventilbüchsen von Drehschieberventilen weisen an ihrer inneren Umfangsfläche axial verlaufende Steuernuten auf, die in ihrer axialen Länge begrenzt und flüssigkeitsdicht abgeschlossen sind.
Solche Steuernuten werden beispielsweise durch Räumen hergestellt. Die durchgeräumten und damit an beiden Enden offenen Steuernuten müssen durch gesonderte Verschluß ringe an ihren Enden abgeschlossen werden. Derartige Endringe müssen jedoch sehr genau eingepaßt sein. Sie müssen einerseits an ihrer Stirnflache abdichten, um Undichtheiten zwischen den einzelnen Steuernuten zu vermeiden und andererseits über ihren hoch-präzisen Innendurchmesser die Drucknuten zum Rücklauf hin abdichten. Dabei kann eine zu weite Einpassung zu Undichtheiten zwischen der Steuerbüchse und den Endringen führen. Bei einer zu engen Passung besteht die Gefahr, daß die Steuerbüchse deformiert wird.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde vorgeschlagen, die Steuerbüchse einstückig herzustellen. Dabei besteht die Möglichkeit, die Steuernuten durch einen speziellen Fräser in die Bohrung der Steuerbüchse einzuarbeiten. Eine andere Möglichkeit besteht darin, durch ein spezielles Schneidwerkzeug Steuernuten mit einem kreisbogenförmigen Längsquerschnitt zu erzeugen. Derartige Steuernuten in einstückigen Steuerbüchsen sind bekannt aus der GB-PS 958 217 und der DE-OS 20 04 587. Wegen des relativ kleinen Innendurchmessers und der relativ großen Länge der Steuerbüchse ergibt sich ein sehr beengter Bearbeitungsraum für die Herstellung der Steuernuten. Die Steuernuten können deshalb nur mit einem begrenzten Querschnitt und mit einer begrenzten Länge hergestellt werden. Außerdem ssen die Steuernuten relativ nah an wenigstens einem Ende der Steuerbüchse angeordnet sein, damit eine Bearbeitung der Steuernuten überhaupt möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer einstückigen Ventilbüchse für Drehschieberventile der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem diese einfach und wirtschaftlich herstellbar ist. Insbesondere soll die Begrenzung im Querschnitt, in der Lunge und in der Lage der Steuernuten erweitert werden.
Erfindungsgemé.B wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst. Durch die spanlose Bearbeitung der Ventilbüchse können beliebige Querschnitte - bezogen auf die Längs- und die Querachse - der Steuernuten erreicht werden, die beispielsweise durch eine günstige Formgebung des Querschnittes und durch eine bestimmte Tiefe der Steuernuten einen günstigen Strcmungsverlauf des Druckmittels in dem Drehschieberventil ermöglichen. Die Steuernuten können in einer für einen günstigen Strömungsverlauf erforderlichen Lunge hergestellt werden. Ebenso können die Enden der Steuernuten bei Bedarf weit entfernt von den Enden der Ventilbüchse liegen, da das Verschlieoffen der Steuernuten im spanlosen Herstellungsverfahren an jeder beliebigen Stelle möglich ist.
Bei Ventilbüchsen mit kleinerem Innendurchmesser erfolgt die Herstellung vorteilhafterweise in zwei Verfahrensschritten, whrend bei Ventilbüchsen mit größerem Innendurchmesser ein Verfahrensschritt unter Verwendung eines zerlegbaren Kernes ausreicht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ventilbüchse nach einem ersten Verfahrensschritt, Fig. 2 den Querschnitt durch die Ventilbüchse der Fig. 1 gemäß der Linie II-II, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Venti)büchse nach der Fertigstellung der inneren Kontur.
Aus einem Rohling in der Form eines nicht dargestellten Stangenabschnittes oder einer Ronde wird spanlos durch Kaltumformung, beispielsweise durch Kaltfließpressen, eine Ventilbüchse 1 in einem ersten Verfahrensschritt erzeugt. Nach diesem Verfahrensschritt weist die Ventilbüchse 1 eine zentrale Hauptbohrung 2 mit axial verlaufenden Steuernuten 3 auf, die an ihrem einen Ende 4 entsprechend der Formgebung des Stempels geschlossen sind.
Das andere Ende 5 der Steuernuten 3 ist offen. An diesem offenen Ende 5 der Steuernuten 3 ist ein Bohrungsabschnitt 6 mit größerem Durchmesser 7 angeordnet. Der Durchmesser 7 entspricht dem Grund der Steuernuten 3 und ist damit größer als der Durchmesser der zentralen Hauptbohrung 2.
In dem Bereich des Bohrungsabschnittes 6 ist an der Außenumfangsfläche der Steuerbüchse 1 ein Bund 8 mit größerem Außendurchmesser angeordnet.
In einem zweiten Verfahrens schritt wird der Bund 8 durch Kaltverformung radial nach innen gedrückt, bis der Innendurchmesser der Steuerbüchse auch in dem Bereich des Bohrungsabschnittes 6 dem Durchmesser der zentralen Hauptbohrung 2 und dem Innendurchmesser im Bereich der Steuernuten 3 entspricht.
Die Kaltumformung des zweiten Verfahrensschrittes kann beispielsweise durch einen zweiten Kraftfließpreß- oder Einziehvorgang erfolgen. Zweckmäßigerweise wird dazu die Ventilbüchse 1 in ihrer Hauptbohrung auf einen Dorn 9 aufgenommen, so daß der Materialfluß im Bereich des Bundes 8 nach innen begrenzt wird.
Anstelle eines zweiten KaltflieEpreB-oder Einziehvorganges kann der zweite Verfahrens schritt auch durch Rundkneten oder Hämmern erfolgen. Auch hierbei wird zweckmäßigerweise ein Dorn 9 verwendet.
Bei einer Ventilbüchse mit größerem Innendurchmeser ist es möglich, die beiden Verfahrensschritte durch die Verwendung eines zerlegbaren und ausfahrbaren Kernes zu einem einzigen Verfahrensschritt zu vereinigen. Dazu wird in ein Rohr, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser im Grund der Steuernuten 3 entspricht, ein Kern eingeführt, der aus mehreren einzelnen, den Steuernuten 3 entsprechenden Teilen besteht. Um diesen Kern herum wird die Ventilbüchse durch Rundkneten oder Hämmern geformt. Nach Beendigung dieses Kaltumformvorganges wird der Kern zerlegt und aus der Bohrung der Ventilbüchse herausgezogen. Beide Enden der so geformten Steuernuten 3 sind bereits nach diesem einen Verfahrensschritt geschlossen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
MuB die Ventilbüchse ohne Kaltfließpreßvorgang hergestellt werden, weil die erforderlichen Vorrichtungen fehlen, so kann als Rohling ein spanabhebend bearbeitetes, im wesentlichen zylindrisches Teil verwendet werden. In dieses Teil sind die Steuernuten 3 durch Stoßen oder ein anderes spanabhebendes Verfahren eingearbeitet, so daß deren eine Enden 4 geschlossen und deren andere Enden 5 in Richtung auf eine Ausnehmung, die dem Bohrungsabschnitt 6 entspricht, geöffnet sind. Der Rohling weist außerdem an seiner Außenumfangsfläche einen Bund 8 auf. Damit entspricht der Rohling im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten, durch Kaltumformung aus einem Rohr hergestellten Formstück der Ventilbüchse 1. Dieses spanabhebend hergestellte Formstück wird, wie oben beschrieben, durch einen Verfahrensschritt mit Kaltumformung, z. B. Rundkneten oder Hämmern, in die endgültige Form gebracht, in der die Steuernuten 3 an ihren beiden Enden geschlossen sind.
Je nach der Art der für die Umformverfahren verwendeten Werkzeuge entstehen an den Kanten der Steuernuten 3 Grate oder Rundungen. Da die Steuerkanten der Steuernuten 3 jedoch im allgemeinen scharfkantig ausgebildet sein müssen, muß der Innendurchmesser der Ventilbüchse in einem weiteren Verfahrens schritt fertigbearbeitet werden. Dies kann durch ein spanloses Verfahren, beispielsweise durch Kalibrieren, erfolgen. Dazu wird ein Kalibrierdorn verwendet, mit dem die Steuernuten 3 auf die erforderliche Lage- und Maßgenauigkeit gebracht werden können.
Sind nach der spanlosen Kaltumformung an den Steuerkanten der Steuernuten 3 Rundungen vorhanden, die nicht mehr durch ein Kalibrierverfahren zu beseitigen sind, so wird der Innendurchmesser der Ventilbüchse 1 zweckmßigerweise spanabhebend fertigbearbeitet.
Sowohl für die spanlose als auch für die spanabhebende Fertigbearbeitung ist es erforderlich, daß die Ventilbüchse 1 im Bereich ihres Innendurchmessers nach der spanlosen Kaltumformung eine Fertigbearbeitungszugabe aufweist. Diese Fertigbearbeitungszugabe wird durch das Kalibrierverfahren verdrängt bzw. durch das spanabhebende Fertigbearbeitungsverfahren, beispielsweise Drehen oder Schleifen, abgearbeitet.
Aufgrund der bei der Kaltumformung auftretenden Kaltverfestigung des Werkstoffes ist es möglich, einen billigeren Ausgangswerkstoff zu verwenden, um eine gleichwertige Bauteilfestigkeit zu erreichen wie mit einem hoherwertigen Ausgangswerkstoff und spanabhebender Bearbeitung der Ventilbüchse.
Bezugs Zeichen 1 Ventilbüchse 2 Zentrale Hauptbohrung 3 Steuernut 4 Geschlossenes Ende 5 Offenes Ende 6 Bohrungsabschnitt 7 Durchmesser 8 Bund 9 Dorn - Leerseite -

Claims

Verfahren zur Herstellung einer einstückigen Ventilbüchse für DrehschiebersTentile A n sp r ii. c h e 1. Verfahren zur Herstellung einer einstückigen Ventilbüchse für Drehschieberventile, die an ihrer inneren Umfangsflche axial verlaufende und in ihrer axialen Lunge durch die innere Umfangsflache begrenzte und geschlossene Steuernuten aufweist, dadurch gek e n n z e i c h n e t , daß die Ventilbüchse (1) aus einem Rohling spanlos mit einer im Bereich des Innendurchmessers der Ventilbüchse (1) verbleibenden Fertigbearbeitungszugabe hergestellt wird und daß der Innendurchmesser der Ventilbüchse (1) anschließend spanlos oder spanabhebend fertigbearbeitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -zeichnet, - daß als Rohling ein Stangenabschnitt verwendet wird, - daß in einem ersten Verfahrensschritt durch Kaltumformung eine zentrale Hauptbohrung (2) und die Steuernuten (3) eingearbeitet werden, derart, daß die Steuernuten (3) an ihrem einen Ende (4) geschlossen und an ihrem anderen Ende (5) offen sind und an dem offenen Ende (5) an einen Bohrungsabschnitt (6) der Ventilbüchse (1) anschließen, dessen Durchmesser (7) etwa dem Durchmesser im Grund der Steuernuten (3) entspricht und damit größer ist als der Durchmesser der Hauptbohrung (2) und daß an der Außenumfangsfläche der Ventilbüchse (1) im Bereich des Bohrungsabschnittes (6) ein Bund (8) mit größerem Außendurchmesser entsteht und - daß in einem zweiten Verfahrensschritt der Bund (8J durch Kaltumformung radial nach innen gedrückt wird, bis der Innendurchmesser der Ventilbüchse (1) in diesen Bereich dem Durchmesser der Hauptbohrung (2) und dem Innendurchmesser im Bereich der Steuernuten (3) entspricht, so daß die Steuernuten (3) an ihrem anderen Ende geschlossen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Kaltumfcrmung des ersten Verfahrensschrittes durch Kaltfließpressen erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Kaltumformung des zweiten Verfahrensschrittes durch Kaltfließpressen erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Kaltumformung des zweiten Verfahrensschrittes durch Rundkneten oder Hämmern erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Rohling ein Rohrabschnitt verwendet wird und daß die Steuernuten (3) in einem einzigen Verfahrensschritt unter Verwendung eines zerlegbaren und ausfahrbaren Kernes durch Rundkneten oder Hemmern hergestellt werden, derart, daß die beiden Enden der Steuernuten (3) in der Ventilbüchse (1) geschlossen sind.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -zeichnet, - daß als Rohling ein spanabhebend bearbeitetes, im wesentlichen zylindrisches Teil verwendet wird, in dem die Steuernuten (3! an deren einem Ende (4) geschlossen und an deren anderem Ende (5) offen sind und an dem offenen Ende (5) an eine Ausnehmung (6) anschließen, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser im Grund der Steuernuten (3) entspricht und wobei an der Außenumfangsfläche der Ventilbüchse (1) im Bereich der Ausnehmung (6) ein Bund (8) mit größerem Außendurchmesser vorhanden ist und daß der Bund (8) durch Umformung radial nach innen gedrückt wird, bis der Innendurchmesser im Bereich der Ausnehmung (6) dem übrigen Innendurchmesser des Rohlings und dem Innendurchmesser im Bereich der Steuernuten (3) entspricht, so daß die Steuernuten (3! an ihrem anderen Ende geschlossen sind.